数控立车自动换刀的技术研究

2013-06-18沈阳机床股份有限公司辽宁110142张秀印朴明辉

金属加工(冷加工) 2013年23期

沈阳机床股份有限公司 (辽宁 110142) 张秀印朴明辉

GTC系列数控立式车床是我事业部主流重大型机床，其刀具自动交换、刀具测量功能极大地提高了机床的技术性能及工作效率。如何正确、合理地设置、开发及调整这些功能，并为用户提供简洁明快的使用方式，对机床的高效应用至关重要。

主要对刀具自动交换、刀具自动测量宏程序等进行了深入研究。

在研究过程中，解决了动横梁与落地固定刀库相对位置的问题。由于本系列机床的横梁是能够自动升降的，有三个位置，而刀具交换、刀具测量的位置是固定的。所以当横梁在不同位置时，刀具自动交换、刀具自动测量的操作也必须能够同样完成。为了解决这个问题，思考了很多。

下面以FANUC 0i TD数控系统为例，详细说明这些宏程序及问题的解决方法。

1.动作描述

刀具交换的过程是：滑枕带着刀夹移动到与滑枕刀号对应的刀库内刀盘空位上，松开刀具夹持器，转动刀盘，把想换的刀具转到刀具夹持器上，刀具夹持器夹紧，移动滑枕退出刀库。

2.实现步骤

（1）程序编制刀库安装方式分为吊挂式（与横梁同步移动）与落地式两种。换刀时滑枕在刀库内的位置是固定的，所以要自动换刀就必须找到这个固定位置的坐标值。为了编程方便，把这个值设为机床的第二参考点。此点是在返第一参考点（机械零点）后，通过手动移动滑枕到刀库内合适的换刀位置上，记下此时显示器上显示的绝对坐标值，并把它输入到参数#1241中，第二参考点的位置便确立了。

（2）前提条件刀具T××ΔΔ，滑枕上的刀具号（例T0700）与刀库位置号（07）相对应；刀库内此位置必须为空位。

（3）所需指令 M165：T××ΔΔ：定义当前滑枕上的刀具号；M166：首先确认滑枕上的刀具号与刀库当前空刀位号是否一致，若不一致则刀库刀盘旋转到与滑枕刀号一致的刀位。此指令在程序中必须在第一参考点处执行；T××00与T0：清除刀补；T××ΔΔ M167：换刀。刀库内刀盘转到××刀号的位置；M142、M143：刀库自动门打开、关闭。

（4）横梁位置改变后的自动换刀机床横梁有三个位置，从上至下分别是位置1、位置2、位置3。上述程序的第二参考点是在位置3时的坐标，要是横梁在其他两个位置时刀具如何自动交换？由于横梁每两个位置间的距离都是250mm，虽然横梁从一个位置移动到另一个位置时，并非绝对是250mm，有一定的误差，但这个误差是在刀具交换允许误差范围内的。所以可以通过上述程序中公式#110=BIN[#1032 AND 768]/100和#111=-242500+[#110-3]*250000，并通过指令G10/G11来设定参数#1241，以改变第二参考点的值。这样无论横梁在哪个位置都可以用上述程序来自动换刀。

（5）自动换刀宏程序指令格式：M06 T××；调用宏程序O9020；T××所需刀具的刀具号（1～12），T对应宏变量#20，××存储在#20中；动作流程简述如下；G40 G98 G80 T0 →Zref.→Xref.→M166（刀具回归）→M142（自动门打开）→Xref.2 →Zref.2 →[T××ΔΔ M167 卸刀→刀库选刀 →装刀] →Zref.→Xref.→M143（自动门关闭）→结束。